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机械零件论文范文第1篇
传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。
二、创新思维机械零部件的设计思想
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。
（一）运用创造思维
设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。
（二）运用发散思维
发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
（三）运用创新思维
创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。
三、科学的进行机械零部件设计
（一）把握机械零部件设计的主要内容
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。
（二）严格计算机械零部件的失效形式
机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷（下转第57页）（上接第58页）的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。
（三）正确选择机械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。
（四）全面优化机械零部件设计方法
要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。
【参考文献】
[1]王启，等．常用机械零部件可靠性设计[M]．北京：机械工业出版社，1996．
[2]隋明阳．机械设计基础[M]．北京：机械工业出版社，2002．
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[4]郭仁生．机械设计基础[M]．北京：清华大学出版社，2001．
[5]许尚贤．机械零部件现代设计方法[M]．北京：高等教育出版社，1996．
机械零件论文范文第2篇
机械零件的精密度主要指的是:经过机床加工以后,零件在几何形状尺寸等方面符合标准参数,而零件的实际尺寸与理论设计尺寸之间的差距即加工误差越小,那么就可以说这个机械零件的加工精密度高。衡量精密度的内容主要包括产品的几何形状精密度、相互位置精密度以及零件的尺寸精密度。尺寸精密度是第一要素,其精密度控制的内容主要是控制零件的表面与设计标准之间的尺寸误差。其次是集合形状精密度,即对零件的整体几何形状进行评价,主要包括平面度、圆度、直线度等评价项目,目的是将几何形状误差控制在合理范围内。互相位置相对来说比较复杂,主要是加工中零件表面与设计标准之间的位置误差,零件位置与机床位置要求相符,评价标准包括平行度、轴度、位置度垂直度。对于以上要素的控制就是控制机械零件加工精细度的具体内涵。
2机械零件加工中产生精密度误差的主要原因
2.1造成机械零件精密度误差的外部因素
在机械零件加工中,产生精密度误差的外部因素主要是工艺师及机器产生的加工原始误差,零件在受热时产生的误差,以及加工时受力而产生的误差。机械零件在加工过程中由于使用了相似的成型进行加工而导致了零件精密度误差,或者是使用的夹具误差影响了零件的尺寸精密度和位置精密度。此外,在使用夹具固定零件进行加工的时候常常会产生定位误差,零件在夹具中的准确位不好控制。加工刀具和机床也会造成零件的精密度误差,刀具的种类不同误差也不一样,而机床造成的精密度误差是机械零件误差的主要来源,这主要是因为机械零件一般是在机床上成型的。零件受热所产生的变形误差,主要是子机械零件的加工过程中,许多工艺都会产生一定的高温,温度超出限度时,机械零件就会产生形变,从而形成误差影响精密度。通常称这种因受热而变形的现象为热变现象。这种热变在一些精密零件加工中破坏刀具与零件的位置关系,从而产生的加工误差很严重地影响了精密零件的精密度。有时热变形产生的误差可高达总误差的百分之五十。零件在加工过程中因受力而产生变形,也会造成零件的精密度误差。在切削的外部作用力的影响下,由于自身刚度不足而产生了形变。刀具、机床的刚度是很重要的影响因素,例如加工细小的机械零件或加工口径很小的内孔,如果刀杆的刚度太差,内孔的加工精密度就会产生很大的误差。其余外部因素还有导轨误差、转动链误差以及在调整测量方面的误差等,在此便不加详述。
2.2造成机械零件精密度误差的内部因素
在影响机械零件精密度的因素中,有一种关链的内部因素,就是加工零件的内应力。内应力误差是由于零件内部存在的作用力,使得零件处于较为不稳定的状态而亟需恢复本来状态时所产生的误差。一般来说产生内应力误差的主要原因,在于机械零件加工过程产热、冷却不均匀、零件本身形状限制而壁厚不均。这种内应力是零件的物理因素,对于这种影响零件加工精密度的内在因素,主要解决方法就是在零件设计时尽量做到结构对称,在加工时克服壁厚不均的问题,从而提高其加工精密度。
3提高机械零件加工精密度的具体方法
3.1对于原始误差进行控制
控制机械加工零件的原始误差是提高机械零件加工精密度的主要方法。主要两个方面,一个是控制加工工具及机械,提供量具、工具、夹具等本身的梢度数据,另一个是控制加工过程加工方法,技师在加工时,控制零件受热受力、刀具磨损过度等因素造成的误差,对其产生的加工误差采取措施做出调整。这种原始误差控制,要求在加工之前,对于工具、机床、受热受力等多种因素的误差做出详细的分析,根据加工工具及零件的实际情况,例如提供机床刚度数据、减少夹具安装误差等方式来提出解决方案。
3.2使用误差补偿法提高机械零件加工精密度
误差补偿法适用于无法减少原始误差的情况下,根据实际的加工情形,为了弥补原始误差而人为地创造出一种新的误差。在这种情况下,合理的人为误差可以对原始误差进行弥补。但是,这种方法的使用,依赖于技师的合理判断,以及对于机械零件加工过程的全方位理解。
3.3使用误差抵消法提高机械零件加工精密度
误差抵消法与误差补偿法的区别在于,误差抵消发不创造新的误差而是使用原有的加工原始误差,使得原始之间可以实现互相抵消。
3.4使用分化误差法提高机械零件加工精密度
对于原始误差我们可以采用分化的方式,使原始误差不断减小,直至可以几乎忽略。这种方法的应用常见于加工精度要求高的零件表面,例如进行连续的试切加工。在加工中计算好原始误差,并将其分成x组,每组加工都须将精度缩小为1/x,如此一来,原始误差就可以逐步缩小。
3.5使用均化误差法提高机械零件加工精密度
均化误差法与分化误差法类似,但是略有不同,主要是通过对于零件的表面进行比较,根据其反映的差异而进行均化加工处理。
3.6使用转移误差法提高机械零件加工精密度
误差的转移是一种机械加工零件过程的优化方法,在原始误差不可抵消分化时,将误差转移到对于精密度没有关键影响的方面。例如,在大型机床加工零件时,可以通过增加一个附加横梁弥补横梁较差的缺陷,主要减轻受重力产生的变形,从而达到提高机械零件加工精密度的作用。使得原始误差向对于精密度影响不大的非敏感方向做出转移,加工零件表面的切线方向,很大程度上提升了机械零件的精密度。
4结论
机械零件论文范文第3篇
关键词：机械；可靠性；设计；应用
1 机械可靠性基本特征
机械产品可靠性是研究机械设备在规定的使用条件下以及在规定的时间内，机械设备完成规定工作的能力。机械可靠性的主要特点是：可靠性在识别过程中并不是存在于一个综合性的可靠性指标来判定。机械可靠性由于设备在设计方案上涉及的因素很多，不可能具备传统图纸的设计方法验收时用安全系数作为评价指标。
机械可靠性设计主要宗旨是把可靠性设计到零件中。在零件可靠性设计过程中产生的机械可靠性是由设计决定的，有生产保证的一个可靠程度叫固有可靠度。制造零件的材料强度的均值和标准差也直接影响可靠度。通常应用联结方程确定零部件的设计参数，应用联结方程确定零部件的设计参数。如果强度和应力都是正态分布时，可根据联结方程进行概率设计。当强度和应力都是较复杂的基本随机变量的函数时，根据一次二阶矩法可把功能函数按泰勒级数线性展开。
如果设计不当，就不能生产出本质上可靠的零件，不论整体工艺水平多精良都不可能得到高可靠性的产品。实践证明，机械产品的失效主要是由于设计不当造成的。通过实践证明，机械整体可靠性失效主要是由于零件可靠性设计不当造成的。
可靠性设计和环境因素关系很大，不同的环境对应力作用的影响也不同，因而影响可靠性。例如：在高温状态下，金属热胀冷缩直接导致的尺寸变更，使机械零部件装备之间产生间隙。环境急剧变化出现的高温、低温、大雾、冲击和振动等环境条件都可以导致零部件失灵，致使机械产品可靠性明显下降。研究表明，应力分布尾部对可靠度的影响比较强，可靠度尾部的影响大，因此对环境质量的控制和强度质量的控制都十分重要。
可靠性设计与维修性设计是相互结合的，可靠性设计赋予机械产品固有可靠性，但是机械产品在工作状态下在耗损期中失效率急剧升高，这时就要通过更换或维修恢复产品的可靠性，因此维修会使使用可靠性得到恢复。设计时必须考虑到维修内容。
2 机械可靠性设计原理
机械可靠性设计是在物理学研究的基础上，结合可靠性试验和可靠性数据统计进行数据分析得出的结果。机械可靠性试验数据可供我们做机械使用寿命的参考数值。根据机械可靠性设计原理在机械设计阶段就能精确的规定生产制造时需要参照的可靠性指标。根据相应的物理指标参数估算并且预测机器设计和主要零件、部件在常规条件下的工作能力状态以及使用寿命，确保所设计的产品具有所需要的可靠度。机械可靠性通过物理指标设计可分为定性设计方法和定量设计方法。
定性设计方法是把成功的设计经验或失败的经验教训，有目标性地应用到机械设计中，避免故障或设计缺陷。可靠性的定性设计方法,在分析故障及其影响的基础上,不断改进设计、消除故障并提出质量控制、使用限制及防救措施的方案,来保证对机械可靠性的定性要求。
定量设计方法是概率设计法以应力强度干涉模型和功能失效极限的状态函数理论为基础，将应力、强度视为随机变量，利用概率方法计算出给定设计条件下产品的失效概率或可 靠度，以符合给定的可靠性要求。
3 机械可靠性设计的应用
机械可靠性设计的是将现有的设备的设计参数通过分析计算的同时，结合机械设备零部件固有可靠度的设计参数，相互协调进行整体解析。再把得到的数据用函数计算出其分布形式，结合可靠度相关理论计算机械可靠度。通过可靠度我们可以准确的预算出设计零件的尺寸和机械使用的寿命。
机械可靠性设计的应用范围大多集中在大功率和易磨损件的使用寿命和运转参数定位上。大功率运转的机械零件是维系机械可靠性的基础问题。零件在大功率运转过程中，受到应力的作用产生磨损、锈蚀、疲劳、剥落等不安全因素，直接影响到机械的可靠性。
机械可靠性设计的应用，主要是把应力、 强度分布和可靠度在概率的意义下联合起来， 构成一种设计计算的依据。主要是根据联结方程计算也可以用耦合方程进行计算。通过计算来确定结构零部件的固有可靠度指标。然后再根据零部件的使用功能、零部件构造的复杂程度、零部件所处位置的重要程度、零部件使用环境、等情况并且参照相似产品失效时曾经记录的历史数据和当时零部件设计和研发制作的水平来进行确定该机械在使用这个零部件之后产生的可靠性指标。
应用状态下需要确定荷载均值和标准差。载荷的均值可以由名义值确定，标准差由载荷变异系数给定。目前材料的统计特性数据还缺少公开的资料，可根据经验确定。可用于确定载荷的标准差。确定载荷均值和标准差时如果影响零件工作应力S的参数之间的运算形式都属于正态随机变量。我们可以根据这些参数和应力的函数关系，把它们综合为仅含单一随机变量Z的应力函数 SZfX1. X2 …Xn， 并确定其分布。 如果各随机变量的变异系数都小于0.1，且满足随机变量的多重性要求，然后由中心极限定理可知，这个应力函数近似于正态分布。
机械可靠性应用的目的是确定设计的失效性，通过明确机械零部件失效模式，如屈服、失稳、断裂、过量变形等。来判断机械的使用寿命和维护期限保证安全生产，预防在先合理安排生产操作。
结束语：
机械可靠性设计通过相关的物理运算，分析出机械产品在规定的条件下和规定的时间内无故障运行的时间和频率。准确的计算出维修机械产品具体时间。
参考文献
［1］ 李平;苏深坚;吴建军;白古拉夫;加速寿命试验在高可靠性机械产品寿命评估中的应用［A］;2009年
［2］ 余旭;中国古代机械产品的检验方法［A］;机械技术史及机械设计（7）——第七届中日机 械技术史及机械设计国际学术会议论文集［C］;2008年
机械零件论文范文第4篇
关键词：机械制造 零部件设计 创新
一、机械零部件传统的设计局限传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人机环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。二、创新思维机械零部件的设计思想机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。1、运用创造思维设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。
2、运用发散思维发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。3、运用创新思维创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。三、科学的进行机械零部件设计1、把握机械零部件设计的主要内容机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。
2、严格计算机械零部件的失效形式机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。
3、正确选择机械零部件表面粗糙度 表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。
机械零件论文范文第5篇
关键词：汽车零部件；机械零件；可靠性设计；探讨
Abstract: as people living standard unceasing enhancement, the ownership of private cars is rising year by year, the quality and reliability of the automobile is one of the problems people have been concerned about. With the continuous development of world science and technology, the reliability of the automobile mechanical parts today has reached a fairly perfect degree, its users don't have to worry about car accident caused because of its mechanical parts failure and stop the use, it is also promoting the popularization of the automobile products, a large number of one of the important reasons. Because the car is dominated by machinery, engine, chassis, body and electrical equipment and other parts together, so, in order to improve the reliability of the car, you must improve the reliability of mechanical parts. Put an end to appear for a critical machine parts reliability is not good and led directly to the car in a short time in the operation of the problems, and even lead to vehicle failure and accidents, bring threat to the personal safety of the driver. Cars are presented in this paper discusses the reliability design of mechanical parts, for the colleague reference.
Key words: auto parts; Mechanical parts; Reliability design; To discuss
中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
随着我国科学技术的不断发展，我国的汽车制造行业也有了飞速发展。但是与其他先进国家相比，我国汽车产品的可靠性还存在着较多的问题，汽车的故障给汽车用户带来的是不可估量的损失。造成这种现状的主要原因之一，是我国的可靠性工程设计技术的应用和推广起步较晚，虽然近些年来发展势头迅猛，但是仍摆脱不了“先天不足”的缺陷，由此提高和改善我国汽车机械零件的可靠性以及保证相关技术快速稳健的发展已经成为当务之急。
机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法，在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或者寿命。结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析，阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵，为机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。
一、汽车机械零件传统的设计方法和可靠性设计对比分析
（一）传统汽车机械零件设计方法——安全系数法
为了提高汽车机械零件的可靠性，传统的机械零件工程设计采用的是安全系数法。传统的安全系数法借助的是经典材料力学公式来对汽车机械零件的应力值进行计算，但是由于截面上应力分布的不均匀性，或截面变化处的应力集中，或截面表面粗糙度的影响，或残余的应力以及零件尺寸的大小等因素在公式中均未得到反映，因此，设计者只能凭借以往的设计经验，选择一个加大的安全系数来保证汽车机械零件设计的可靠性。由此，安全系数也被定义为强度均值与应力均值之比，公式如下：
（式中：—应力均值；—强度均值；—安全系数。）
其主要特点是将所承受的荷载、应力和尺寸等因素视为常量，安全系数的大小是根据以往的设计经验来进行确定的。该方法具有直观、简单、有一定设计实践依据的优点。目前这种方法仍广泛的应用于机械零件产品设计中应用，但是因为其是根据以往的设计经验进行设计，导致在进行设计时，所考虑到的实际因素与实际工况有着很大的差异，主要表现在：机械构件所承受的外荷载有一定的随机性，各种零部件、构件的制造尺寸也会有些微的差别，这就不可避免的导致机械零件出现较为单薄或者粗笨的现象，导致机械零件的可靠性也随之出现过高或者过低。一般来说，采用较大的安全系数是正确的，能够减少产品的失效机会。然而并不能据对的防止产品失效的发生，相反的还会造成产品重量的增加，材料的浪费和产品的性能降低等等。由此可见，安全系数法这种设计方法，如果用于高精
（二）汽车机械零件可靠性设计方法——概率设计法
汽车机械零件可靠性设计质量是保证汽车可靠性的重要环节。汽车机械零件可靠性设计阶段所赋予的产品质量和可靠性水平，对汽车产品的寿命和可靠性具有根本性的影响。
所谓汽车机械零件可靠性设计又被称为概率设计，就是在对汽车产品性能设计的同时，运用可靠性理论和分析方法，明确汽车系统可靠性的指标，进行汽车系统设计的一种方法。所以，汽车机械零件可靠性设计决不是掘弃以往的机械常规设计方法，而是在常规设计基础上，使汽车产品更趋完善、更加精确、更为科学的系统设计方法。概率设计能够很好的解决两个方面的问题：根据设计，进行分析计算以确定产品的可靠度；根据任务提出的可靠性指标，确定机械零部件的参数。
由上可知，从可靠性的概率设计的角度出发，只有在强度高于应力的情况下，且强度分布与应力分布有一段距离时，结构才是可靠安全的。这与可靠性的安全系数法有着本质的区别。安全系数法的理想使用条件是：材料失效应力与零件工作应力是在完全相同的应力状态、尺寸、加工条件下取得的，而这种理想化的模型在实际工程中是很难具备的。但是，当汽车零件或构件在外载荷（热疲劳、应力疲劳、腐蚀）的作用下，材料内部的组织结构或晶体缺陷将会发生相应变化，强度将逐渐衰减，强度分布与应力分布将会发生干涉，就有可能发生失效。失效的概率就取决于强度与应力的干涉情况，为了保证所设计的构件工作的可靠性，必须对零部件或构件提出可靠度要求。
二、汽车机械零件设计阶段可靠性工作的主要环节
在可靠性设计阶段，应着重抓好五个环节。
1、系统设计，进行科学的、合理的系统设计，选定目标样车，掌握同类车型的各种试验参数和可靠性水平，明确开发新型汽车机械的系统、分系统的可靠度要求和目标（即可靠度的预测和分配），赋予各子系统的容差和空间位置。
2、详细设计，严格按照系统要求，进行各子系统、零部件的详细设计。重点把握结构、材料的选择，应力、强度的精确计算，注意部件与整车的协调、配合。
3、考核评审，通过可靠性试验、分析、研究、阶段性的设计评审，考核设计方案是否合适；并及时反馈设计部门予以修订设计。
4、工艺设计，在设计文件中，明确零部件的质量要求和工艺规范，建立、健全质量验收的标准，从生产角度 (或外加工进货角度)保证零部件的可靠性。
5、试验反馈，运用可靠性试验数据和可靠性分析、研究的成果，及时反馈到有关设计、生产中去。
三、汽车机械零件可靠性设计的基本内容
（一）从系统方面考虑
1、确定汽车机械零件可靠性数据指标，主要是根据市场、用户要求以及使用环境，进而明确汽车系统的可靠性要求；
2、确定汽车机械零件的工作环境以及汽车的工作环境，例如气候条件、道路条件、载运条件等等；
3、决定易操作性基本要求（人机可靠性），如自动变速器、自动摇窗机、转向器变位能力、制动助力装置等等。
4、决定维修性基本要求，在维修性设计时，应采用修复容易的结构、维修方式及诊断方式。
5、各项指标的综合平衡不仅要考虑可靠性和维修性，同时要考虑其它质量要素，如重量、尺寸。外观等，并把功能，成本费用包括在内，都应取得平衡，当某些方面矛盾突出时，应当以求得安全性、可靠性、耐久性为优先。某些方面也可采用折中处理。
（二）从零部件方面考虑
首先应该确定总成或零件的可靠性要求，然后制定出零件可靠性一览表和高可靠性零件一览表，并在其中指出可靠性不佳的零件，确定零件的使用寿命。计算去顶零件的失效率，并对重要的零件采用概率设计方法，同时对关键零件制定可靠性试验计划。在对汽车机械零件进行设计是采用标准间和质量稳定、设计成熟、制造水平高的零部件对其进行组装安装。在重要零件及部件上装设自动监视、故障显示、自动校正装置。
结束语
综上所述，汽车机械零件可靠性设计方法是将设计参数作为随机变量处理，是在确定了产品破坏概率的前提下进行的准确计算。因此，以概率论和数理统计等作为工具的可靠性设计方法，是在对机械零件产品的使用和时效进行分析、统计的基础上，得出的一套指导产品设计和研究的科学的计算法则和设计方法。与常规的设计方法相比，不仅去除了主管的个人因素在设计过程中的影响，综合考虑了外界条件变化，设计结果更贴近实际，故得到了广泛的应用。
参考文献
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